奥氏粘度计测量液体粘滞系数

43实验五 液体粘滞系数的测定【实验目的】学习用比较法测定液体的粘滞系数【实验原理】由实际液体在均匀细管中作层流的理论，可求得在时间t 内，当管长为L 、它的横截面的半径为r 、管两端的压强差为ΔP 时，流出液体的体积V 的公式：t LPr t Q V η8Δπ4== (1) 上式中η 是液体的粘滞系数．由此公式可得液体的粘滞系数为t VLPr 8Δπ4=η (2)用上述公式虽可直接测定η ，但因所测物理量多，测量又困难，误差较大。

为此奥斯华尔德设计出奥氏粘度计，采用比较法进行测量。

本实验所用毛细管粘度计(奥氏粘度计)如图1所示。

它是一个U 形玻璃管，玻璃管的一侧有一段毛细管C ，其上为一小玻璃泡B ，在小玻璃泡B 的上下有指示痕I 1，及I 2。

实验时以一定体积的液体从大管口D 注入A 泡内，再由小管口E 将液体吸入B 泡中，使液面升高到B 泡的指示痕I 1以上。

因两边液面的高度不同，B 泡内液体将经毛细管C 流回A 泡。

当液面由指示痕I 1下降到指示痕I 2时，测得其流动时间t ，即为I 1，与I 2刻痕间液体流经毛细管所需的时间。

如果以同样体积的水和被测液体先后注入粘度计，按上述步骤测出两种液体面从I 1降至I 2所需时间分别为t 1与t 2 。

则：1418Δπt VL P r =η2428Δπt VL Pr =η两式中r ，V ，L 相同，所以112212ΔΔt P t P =ηη (3)液体是受到重力的作用而流动．由于注入粘度计的两种液体的体积相等，因而在流动过程中相对应的液面高度差Δh 是相等的，因此有44121212ΔΔΔΔρρρρ==h g h g P P (4) 将(4)式代入(3)式，得到112212t t ρρηη=即112212t t ρρηη=(5)因此，从后面附表查得作为标准液体蒸馏水的η 1、ρ 1，从实验得到t 1、t 2 、ρ 2，即可求得被测液体粘滞系数η 2 。

液体粘度系数的测定
【实验原理】
由泊肃叶公式可知，当液体在一段水平圆形管道中作稳定流动时，t秒内流出圆管的液体体
积为式中R为管道的的截面半径，L为管道的长度， 为流动液体的粘滞系数，P 为管道两端液体的压强差。

如果先测出V、R、P 、L
各量，则可求得液体的粘滞系数为了避免测量量过多而产生的误差，奥斯瓦尔德设计出一种粘
度计（见右图），采用比较法进行测量。

取一种已知粘
滞系数的液体和一种待测粘滞系数的液体，设它们的粘
滞系数分别为0 和x ，令同体积V的两种液体在同
样条件下，由于重力的作用通过奥氏粘度计的毛细管DB，
分别测出他们所需的时间t1和t2，两种液体的密度分别
为式中h 为粘度计两管液面的高度差，它随时间连续变化，由于两种液体流过毛细管有
同样的过程，所以由（3）式和（4）式可得：如测出等量液
体流经DB的时间1t和2t，根据已知数，即可求出待测液体的粘滞系数。

【实验内容与步骤】
(1) 用玻璃烧杯盛清水置于桌上待用，并使其温度与室温相同，洗涤粘度计，竖直地夹在试管架上。

(2) 用胶头滴管和量筒经粘度计粗管端注入6毫升水。

用洗耳球将水吸入细管刻度C上。

(3) 松开洗耳球，液面下降，同时启动秒表，在液面经过刻度D时停止秒表，记下时间t
(4) 重复步骤(2)、(3)测量6次，取1t平均值。

(5) 取6毫升的酒精作同样实验，求出时间2t的平均值。

【数据记录与处理】。

奥氏粘度计粘度测量方法1.引言1.1 概述奥氏粘度计是一种常用的粘度测量仪器，用于测量液体的黏度。

粘度是指流体的内摩擦力，也可以理解为液体的黏稠程度。

粘度的测量对于很多工业和科学领域都非常重要，例如化工、石油、食品等行业。

奥氏粘度计通过测量流体在流动中阻力的大小，来确定流体的粘度。

在奥氏粘度计中，流体被置于两个旋转的圆柱壳体之间，通过测量驱动液体通过这两个圆柱之间的压力差，来计算粘度。

本文将详细介绍奥氏粘度计的粘度测量方法。

首先，我们将先介绍奥氏粘度计的原理和工作原理，以便读者能够更好地理解该仪器的作用机制。

然后，我们将详细描述奥氏粘度计的使用方法，包括仪器的操作步骤、样品的准备、测量条件的选择等。

通过本文的阅读，读者将能够了解奥氏粘度计的测量原理和操作过程，从而能够准确地使用该仪器进行粘度测量。

在接下来的结论部分，我们还将介绍奥氏粘度计的优点和应用前景。

奥氏粘度计具有精确度高、测量范围广、操作简便等优点，因此在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。

随着科学技术的不断进步，奥氏粘度计的测量精度和稳定性还将进一步提高，其在粘度测量领域的应用前景也会更加广阔。

总之，本文将全面介绍奥氏粘度计的粘度测量方法，帮助读者了解该仪器的原理和使用方法，并展望其在工业和科学领域的应用前景。

希望本文能够为相关领域的研究人员和工程师提供有价值的参考和指导。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将介绍奥氏粘度计的粘度测量方法。

首先，将在引言部分概述奥氏粘度计的工作原理和测量原理。

然后，在正文部分将详细介绍奥氏粘度计的使用方法，包括实验步骤和操作注意事项。

最后，在结论部分将总结奥氏粘度计的优点以及其在科学研究和工业应用中的潜力。

引言部分将先对奥氏粘度计进行概述，包括其定义、作用和重要性。

同时，将介绍粘度的概念，并说明为什么粘度的测量对于液体的特性研究以及工业流体控制非常重要。

接下来，本文将详细介绍奥氏粘度计的工作原理和测量原理。

实验液体粘滞系数的测定一、实验介绍气体和液体统称为流体。

若流体各层之间作相互运动时，相邻两层间有内摩擦力存在，则将具有此性质的流体称为粘性流体。

现实中，酒精、甘油、糖浆之类的流体都是粘性流体。

而粘性液体的粘滞性在液体（例如石油）管道输送以及医药等方面都有重要的应用。

现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘滞系数有关，血液粘滞会使流入人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病。

所以，血液粘滞系数的大小成了人体血液健康的重要标志之一，对于粘滞系数的测定和分析就具有非常重要的现实意义。

通常测定液体粘滞系数的方法有很多，如落球法、落针法、比较法等等。

本实验采用奥氏粘度计测量酒精的粘滞系数。

奥氏粘度计是利用比较法制成的，适用于测定液体的比较粘滞系数，即两种不同液体都采用此仪器测量，如果其中一种液体的粘滞系数已知，则通过就可获得另一种液体的粘滞系数。

此仪器是测量液体粘滞系数的常用仪器。

二、实验目的1.掌握用奥氏粘度计测定粘性流体的粘滞系数．2.了解泊肃叶公式的应用。

3.了解比较法的好处．三、实验器材奥氏粘度计、温度计、秒表、洗耳球、量筒、量杯、刻度移液管(滴定管)、蒸馏水、酒精等。

四、实验原理气体和液体统称为流体。

若流体各层之间作相互运动时，相邻两层间有内摩擦力存在，则将具有此性质的流体称为粘性流体。

现实中，酒精、甘油、糖浆之类的流体都是粘性流体。

粘性流体的运动状态有层流（laminar flow）、湍流（turbulent flow）。

所谓层流，即流体的分层流动状态。

当流体流动的速度超过一定数值时，流体不再保持分层流动状态，而有可能向各个方向运动，即在垂直于流层的方向有分速度，因而各流体层将混淆起来，并有可能形成湍流，湍流显得杂乱而不稳定，这样的流动状态称为湍流。

对于粘性流体在流动时相邻流层之间的内摩擦力又称为粘性力。

并且根据牛顿粘滞定律，粘性力f的大小与两流层的接触面积S以及接触处流层间的速度梯度dsdx成正比，具体有如下关系式：ds f S dxη= （1） 式中，比例系数η称为流体的粘度。

实验三十二液体粘度的测定一、实验目的1. 掌握正确使用水浴恒温槽的操作，了解其控温原理。

2. 掌握用奥氏（Ostwald）粘度计测定乙醇水溶液粘度的方法。

3. 通过测定回收乙醇水溶液的粘度，查表得到回收乙醇水溶液的浓度值。

二、实验原理当液体以层流形式在管道中流动时，可以看作是一系列不同半径的同心圆筒以不同速度向前移动。

愈靠中心的流层速度愈快，愈靠管壁的流层速度愈慢，如图3-45所示。

取面积为A，相距为，相对速度为的相邻液层进行分析，见图3-46。

由于两液层速度不同，液层之间表现出内摩擦现象，慢层以一定的阻力拖着快层。

显然内摩擦力与两液层接触面积A成正比，也与两液层间的速度梯度成正比，即(1)式中比例系列称为粘度系数（或粘度）。

可见，液体的粘度是液体内摩擦力的量度。

在国际单位制中，粘度的单位为，即（帕·秒），但习惯上常用P（泊）或cP（厘泊）来表示，两者的关系；。

粘度的测定可在毛细管粘度计中进行。

设有液体在一定的压力差p推动下以层流的形式流过半径R，长度为L毛细管（见图3-45）。

对于其中半径为r的圆柱形液体，促使流动的推动力，它与相邻的外层液体之间的内摩擦力，所以当液体稳定流动时，即F+f=0(2)在管壁处即r=R时，v=0，对上式积分（3）对于厚度为的圆筒形流层，t时间内流过液体的体积为，所以t时间内流过这一段毛细管的液体总体积为由此可得（4）上式称为波华须尔（Poiseuille）公式，由于式中R，p等数值不易测准，所以值一般用相对法求得，其方法如下：取相同体积的两种液体（被测液体“i”，参考液体“o”，如水、甘油等），在本身重力作用下，分别流过同一支毛细管粘度计，如图3-47 所示的奥氏粘度计。

若测得流过相同体积所需的时间为与，则（5）由于（为液柱高度，为液体密度，为重力加速度），若用同一支粘度计，根据式（5）可得：（6）若已知某温度下参比液体的粘度为，并测得，，，即可求得该温度下的。

液体粘滞系数的测定【实验目的】1.学会使用Ostwald 粘滞计测定液体的粘滞系数。

2.学会正确使用温度计、秒表。

【仪器与器材】Ostwald 粘滞计1支，温度计1支，秒表1块，粘滞计架1个，注射器1支（或量筒1个），橡皮球1个，橡皮管1截，蒸馏水和纯酒精各200ml 。

【原理与说明】当液体在毛细管中作稳定流动时，如果管半径为R ，管长为L ，管两边的压强差为P ∆，在t 秒内通过的液体的体积为V ，则根据泊肃叶公式（Poiseuille's law ）, 可以求出该液体的粘滞系数η为VLPtR 84∆=πη (2-1)在国际单位制中，η的单位是s Pa ⋅。

从式（2-1）可知，同样体积的两种不同液体在同样条件下，流过同一细管，如果第一种液体流过的时间为1t ，其密度为1ρ；第二种液体流过的时间为2t ，其密度为2ρ，则从式（2-1）可以得到VL Rght VLR Pt 88411411πρπη=∆=（2-2）VLRght VLR Pt 88422422πρπη=∆=（2-3）用式（2-3）除以式（2-2），得到 111222ηρρη⋅=t t （2-4）假定1η 、1ρ、2ρ、1t 和2t 为已知，用这种比较测量法，无需知道R 、L 和V 值就可以方便地求出2η。

本实验所采用的 Ostwald 粘滞计，简称奥氏粘滞计，如图2-1所示，它是一个U 型玻璃管，一边较粗，另一边较细。

细的一侧上有一毛细管C ，毛细管的上边有一小玻璃泡B ，B 的上、下有刻痕m 和n 。

利用橡皮球使一定体积的液体表面升高到B 泡上刻痕m 的上边为止。

因两边液面高度不同，B 泡内的液体将经毛细管C 流回A 管，液面由m 降至n 刻痕的时间t 可用秒表测得。

实验时，将奥氏粘滞计放入盛水的水槽中，以保持测量时温度的恒定。

温度可由插入水槽内的温度计T 读出 , 粘滞计可用附在支架上的夹子K 固定, 使其保持竖直。

【实验步骤】1．用蒸馏水洗涤粘滞计，特别要把毛细管洗净，弄干；2．将粘滞计用夹子K 固定，放入盛水的水槽中并使之竖直；3．用注射器或量筒将5ml 的蒸馏水自A 管注入，然后用橡皮球从B 泡开口处橡皮管向上吸管中的液体，直至液面超过刻痕m ，注意不可使液体吸入橡皮球内（为什么？）；4．松开橡皮球，使液面下降，当液面经过m 时开动秒表，液面继续下降，当它通过n 时将秒表停住；5．重复上述步骤3、4，共做3-5次。

大学物理实验报告
学院班级
实验日期 2017 年5 月23 日实验地点：实验楼B411室
当黏滞系数为η的液体在半径为R 、长为L 的毛细管中稳定流动时，若细管两端的压强差为∆P ，则根据泊肃叶定律，单位时间流经毛细管的体积流量Q 为：
48R P
Q L
πη∆=
（式1） 本实验用奥氏黏度计，采用比较法进行测量。

实验时，常以黏滞系数已知的蒸馏水作为比较的标准。

先将水注人黏度计的球泡A 中，再用洗耳球将水从A 泡吸到B 泡，使水面高于刻痕m ，然后将洗耳球拿掉，在重力作用下让水经毛细管又流回A 泡，设水面从刻痕m 降至刻痕n 所用的时间为t 1，若换以待测液体，测出相应的时间为t 2，由于流经毛细管的液体的体积相等，故有：
V 1=V 2， 即 Q 1t 1=Q 2t 2
4412121288R P R P t t L L
ππηη∆∆⋅=⋅∴ 即得 222111P t
P t ηη∆⋅=∆⋅ （式2）
式中η1和η2分别表示水和待测液体的黏滞系数。

设两种液体的密度分别为ρ1
和ρ2，因为在两次测量中，两种液面高度差∆h 变化相同，则压强差之比为
111222
P g h P g h ρρρρ∆∆==∆∆ （式3）。